Elektryczny longboard

[bart555]

Cześć Wszystkim !

W ramach zainteresowania koncepcją elektromobilności oraz udziału w konkursie !nnowator, w zeszłym roku zbudowałem longboard elektryczny (dla niewtajemniczonych deska do jazdy około 1m długości). Długo się zbierałem aby go opisać, a sesja sprzyja realizowaniu odkładanych na później planów, więc oto i opis XD

Całość jest napędzana przez asynchroniczny silnik prądu stałego Turnigy G160 245kV obsługiwany przez sterownik Hobbywing Platinum 100A V3. Jeśli chodzi o elektronikę użyłem dwóch Arduino Pro Mini sparowanych jako Master_Slave układami Blutooth HC-05. Mocowanie akumulatorów oraz zębatkę na koło i silnik wydrukowałem na drukarce 3D Prusa i3 Hephestos  z PLA, natomiast projekty 3D wykonałem w programie Solid Edge, dostępnym za darmo na licencji akademickiej.

Najwięcej czasu zajęło mi sparowanie zębatek z paskiem, ponieważ nie umiałem niestety tego policzyć, a jeśli już znalazłem jakieś parametry, to wszystko psuło się poprzez minimalne rozjazdy drukarki. W końcu udało mi się wydrukować komplet ładnie pasujących zębatek. Dodatkowo, miałem problem z montażem przewodów co jest widoczne na zdjęciach (zdjęcia jeszcze sprzed zmiany obudowy, gdzie skróciłem ją znacznie i skróciłem do minimum kable od akumulatorów do sterownika.

Lista części:

• Silnik Turnigy G160 245kV
• sterownik Hobbywing Platinum 100A V3
• 2x Arduino Pro Mini 3V ( )
• 2x HC-05
• Bateria do pilota Li-Po 3,7V
• Główne akumulatory  ZIPPY Flightmax 8000mAh 3S1P 30C
• joystick do Arduino

Zależnie od sposobu podłączenia akumulatorów, przy 11,1V deska rozpędza się do 18 km/h. Przy 22,2V rozpędziłem się na niej do 38km/h i dalej bałem się przyśpieszać ze względu na brak czegokolwiek co chroniłoby mnie w czasie upadku. I tak udało mi się z niej zlecieć przy dużej prędkości, ponieważ umknęło mi zabezpieczenie przy zerwaniu łączności pomiędzy pilotem, a odbiornikiem i przy prędkości 33km na godzinę miałem do wyboru zeskoczyć, albo chwilę później wjechać komuś w samochód. Biorąc sprawy w swoje ręce zeskoczyłem i złapałem deskorolkę zdzierając sobie kolana i łokcie xD  Żałuję że ze względu na słabe warunki pogodowe, a potem na nawał pracy przed maturą nie miałem możliwości przetestować finalnego zasięgu, więc pozostały mi wątpliwej jakości dane szacunkowe.

Jeśli chodzi o kod, nie wiem czy jest się czym chwalić. Komunikacja po Blutooth, wartości odczytywana z joysticka była najpierw konwertowana na znak (nie wiem do końca dlaczego ale układ, który zrobiłem źle reagował na wartości typu int, a że wolałem się skupić na mechanice, poszedłem po najkrótszej drodze oporu zmieniając rodzaj przesyłanej informacji). Następnie już po stronie odbiorczej, zmieniałem znak na wartość integer, a potem mapowałem na przedział pomiędzy 1100, a 1900, które odpowiadały sygnałom podawanym na sterownik.

Podsumowując konstrukcję stwierdzam że wiele rzeczy bym poprawił. Widoczne na zdjęciach mocowanie uginało się ze względu na niedokładnie przyleganie do deskorolki. Nie potrafiłem zaprojektować go wystarczająco dobrze ze względu na nieregularność tracka. W ramach rozważanej przeze mnie kolejnej iteracji, pewnie kombinowałbym ze zrobieniem skanu 3D tracka i projektowania elementu do wykonania na frezarce. Dodatkowo, dobrze byłoby żeby mocowanie miało opcję regulacji odległości silnika w celu zmieniania naciągu paska, ponieważ z czasem sam pasek minimalnie się rozciąga, a niestety odczuwa się to w jeździe.  Mogłem również dobrać inny silnik, ze względu na niski moment  i problemy przy rozpędzaniu, chyba że nie umiałem go właściwie wysterować i wycisnąć z niego więcej. Mogę udostępnić filmiki z jazdy oraz z mojego upadku, jednak nie wiem czy będą zainteresowani i jeśli tak to w jakiej formie mogę to tutaj zrobić. Deskorolka została w szkole ze względu na nacisk ze strony organizatora konkursu (ponieważ otrzymałem dofinansowanie na jej wykonanie). Mimo to rozważam powrót do projektu jeszcze tylko nie wiem czy ponownie przerabiać gotową deskorolkę, czy złożyć jakąś prostą konstrukcję z rurek węglowych i do niej montować osprzęt czy w ogóle robić hulajnogę.  Dajcie znać co myślicie i z góry dzięki za komentarze i porady

  

  

Edytowano Styczeń 29, 2019 przez Treker
Poprawiłem formatowanie.

[Treker (Damian Szymański)]

@bart555, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum

[deshipu]

Bardzo fajny pojazd. Niemal 40km/h to naprawdę sporo jak na taki niepozorny silniczek.

Zastanawiam się czy tego typu konstrukcje zabezpiecza się w jakiś sposób przed błotem i kurzem?

[bart555]

przed kurzem stosuje się różnego rodzaju osłony, elektronika i akumulatory są w zasadzie zawsze szczelnie zabudowane. w konsumenckich deskach sam silnik silnik często jest umieszczony bezpośrednio w piaście koła, co chroni go również przed częścią zabrudzeń oraz zawadzeniem o przeszkody w czasie jazdy. Przed błotem nie wiem, ponieważ sama jazda na deskorolce przy wodzie robi się mało wdzięczna, ze względu na duże i nagłe spowolnienia przy wjeżdżaniu w kałuże oraz wszędzie bryzgającą wodę

Edytowano Styczeń 29, 2019 przez bart555

[narbej]

Takie dwa pytania, zaznaczam, że nigdy nie jeździłem na desce i chciałbym się upewnić. Skręcanie przez przechył? A yoistickiem [+ pilot], przyśpieszanie i zwalnianie? W sumie to i tak nie dla mnie sport, ale faktycznie ciekawy projekt.

Jeszcze jedno. Jak wygląda hamowanie? Czy wykorzystujesz energie [odzyskujesz], przełączając silnik jako prądnicę - jeżeli jest to w ogóle możliwe, lub czy jest bieg luz? Pewnie to za skomplikowane, ewentualnie czy myślałeś o takim czymś?

Edytowano Styczeń 29, 2019 przez narbej

[qbas0600]

Ja bym szedł teraz w strone hulajnogi Co do konstrukcji to ciekawi mnie wytrzymałość kół pasowych wykonanych z PLA. Sam troche przedrukowałem tego materiału i zastanawia mnie odporność tego materiału na ścieranie i temperature powstałą w wyniki tarcia paska o zęby przekładni. Nie doczytałem też nic o kosztach a ciekawi mnie to. Istnieje możliwość udostępnienia przez kolege wsadu do arduino?

[bart555]

jutro znajdę plik to podrzucę jeśli chodzi o koszt to robiąc ją wtedy wydałem

• silnik 330 zł
• sterownik 320 zł
• akumulatory 360 zł
• koła z otworami w piaście 245 zł

Pozostała część to elektronika, jako że potrzebowałem faktur to kupowałem oryginalne podzespoły, ale kupując z Chin sporo by się zeszło z ceny.

Jeśli chodzi o wytrzymałość PLA, to sam plastik zachowywał się bardzo ładnie, na pewnym etapie zacząłem martwić się bardziej o wycierający się pasek, oraz zacząłem myśleć nad ewentualną zmianą na łańcuch rowerowy

1 godzinę temu, narbej napisał:

Takie dwa pytania, zaznaczam, że nigdy nie jeździłem na desce i chciałbym się upewnić. Skręcanie przez przechył? A yoistickiem [+ pilot], przyśpieszanie i zwalnianie? W sumie to i tak nie dla mnie sport, ale faktycznie ciekawy projekt.

Jeszcze jedno. Jak wygląda hamowanie? Czy wykorzystujesz energie [odzyskujesz], przełączając silnik jako prądnicę - jeżeli jest to w ogóle możliwe, lub czy jest bieg luz? Pewnie to za skomplikowane, ewentualnie czy myślałeś o takim czymś?

 Jeśli chodzi o sterowanie to jak najbardziej masz rację , przechył oraz joystick przyśpieszanie i zwalnianie. Jeśli chodzi o hamowanie to sterownik pozwala na 4 różne rodzaje, tj, bieg swobodny (z którego korzystałem ja) lub 3 stopnie hamowania silnikiem. Jako że zależało mi na odległości to korzystałem ze swobodnego, a jako że na longboardzie jeżdżę już jakiś czas, to hamowałem nogą, w jeździe wystawiałem nogę i nią zwalniałem.

Jeśli chodzi o sam odzysk energii wymagałoby to zastosowania innego sterownika, tzw, VESCa, który ma możliwość hamowania rekuperacyjnego. Nie zdecydowałem się na niego ze względu na sporą różnicę kosztów oraz fakt że samemu nie potrafiłem go zrobić.

Edytowano Styczeń 29, 2019 przez bart555

[Mechano]

Jak wrażenia z jazdy na jednym silniku? Nie ściąga na bok?

[bart555]

@Mechano   przyznam się że zastanawiałem się mocno nad tym zanim zacząłem budowę, jednak stwierdziłem że przy właściwym docisku oraz dużej przyczepności kół nie będzie to aż tak odczuwalne. I przyznam że nie odczułem ściągania.

Dwa silniki dają jednak bardzo ciekawą możliwość. Gdyby je zastosować to można byłoby robić bardzo ciasne zakręty, ale wtedy musiałbym dołożyć żyroskop i zmieniać stosunek prędkości jednego koła do drugiego względem przechylenia deski.

[narbej]

18 godzin temu, bart555 napisał:

hamowałem nogą, w jeździe wystawiałem nogę i nią zwalniałem.

 

14 godzin temu, bart555 napisał:

musiałbym dołożyć żyroskop i zmieniać stosunek prędkości jednego koła do drugiego względem przechylenia deski.

+ może jakiś czujnik [albo dwa] docisku i wtedy pochylanie do przodu - przyśpieszanie, równo - jazda bez przyśpieszeń, pochylanie do tyłu hamowanie [bez wystawiania nogi] mocne wychylenie mocne hamowanie. Zeskok z deski, sama [gwałtownie?] hamuje.

[qbas0600]

2 godziny temu, narbej napisał:

pochylanie do tyłu hamowanie

Problem by był gdybyśmy podczas zjazdu łapali równowage odchylając się do tyłu i jednocześnie chcieli przyśpieszyć przed kolejnym podjazdem

[bart555]

Ogólnie wychylanie się do tyłu grozi tym że deska wyprzedzi jadącego xD
Można by zrobić czujniki nacisku ale problemem jest fałszywy odczyt przy wszelkiego rodzaju wybojach. Prędkością mógłbym sterować poprzez obrót przedniej stopy, tj tym bardziej palce skierowane w kierunku jazdy tym szybciej jedzie, a przy stałej prędkości prostopadle do kierunku. Nie wiem jak zrealizować hamowanie tym sposobem, chyba że poprzez określony ruch druga stopą.

 

[qbas0600]

Jak widziałem podobne konstrukcje to wykorzystywano aparatury modelarskie- pistoletowe. Daje to małą kontrole prędkości pod palcem.

[bart555]

to fakt, spust jest trudny do wyczucia, oraz w jeździe trudno utrzymać stałą prędkość. myślałem o opasce na ręce z żyroskopem i wtedy zależnie od pozycji ręki sterowanie prędkością, ale pomysł przyszedł już po pokazie na konkursie xD

[qbas0600]

A w "markowych" konstrukcjach  jak to jest rozwiązane?